KR102230601B1

KR102230601B1 - 수성티타늄 페인트 및 그 도장방법

Info

Publication number: KR102230601B1
Application number: KR1020210013535A
Authority: KR
Inventors: 최병선
Original assignee: 최병선
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2021-03-22

Abstract

본 발명은 수성티타늄 페인트 및 그 도장방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 피도막의 녹을 제거하지 않고서도 도장이 가능한 수성티타늄 페인트 및 그 도장방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수성티타늄 페인트는 산화아연(Zinc Oxide) 1 ~ 5중량%와, 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 1 ~ 5중량%와, 프로필렌글리콜메틸에테르(Propylene glycol methyl ether) 5 ~ 15 중량%와, 디메틸렌에탄올아민(N,N-Dimethylamino-2-ethanol) 1 ~ 5 중량%와, 이산화티타늄(Titanium Dioxide) 5 ~ 25 중량%와, 스틸렌폴리머(Styrene Polymer) 35 ~ 60 중량%와, 물 15 ~ 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 이산화티타늄이 포함된 수성티타늄 페인트를 사용함으로써, 녹을 제거하지 안하고 녹 위에 직접 도장을 할 수 있다.

Description

수성티타늄 페인트 및 그 도장방법{The water titanium paint and the painting method using it}

본 발명은 수성티타늄 페인트 및 그 도장방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 피도막의 녹을 제거하지 않고서도 도장이 가능한 수성티타늄 페인트 및 그 도장방법에 관한 것이다.

일반적으로 단열 또는 금속표면에 녹이 스는 것을 방지하거나 금속표면을 보호하기 위해 도료를 사용하여 도장작업을 한다.

이때 도료에는 유성계열 도료와 수성계열 도료가 있다. 수성계열 도료는 일반 건축도장에 한정해서 적용되고 있으며, 내구성, 내수성, 내염수성이 요구되는 해안가에는 적용이 불가능하다.

유성계열 도료는 거의 모든 금속표면에서 발생하는 녹을 완전히 제거한 후 도장을 해야 한다.

금속 표면에 존재하는 녹을 제거하기 위한 방법으로 기계공구 등을 사용하는 기계적 방법과, 화공약품 등을 사용하는 화학적 방법이 있으며, 기계적 방법의 경우 공구 등으로 인해 사고나 미세먼지가 발생하며, 화학적 방법의 경우 환경 유해 물질들이 사용되므로 산업현장에서는 매우 까다로운 작업조건들이 요구되고 있다. 그리고 국내 화학물질관리법에 의하면 휘발성유기화합물(VOC)의 함량은 최고 20%로 규제되어 있으므로 대부분의 유성계열의 도료는 약 19% 이하의 VOC가 함유되어 있다.

한편 도장막이 염분에 저항하기 위한 조건으로 도막의 두께는 최소 300㎛에서 최대 1,000㎛ 으로서 굉장히 두꺼운 도막이 산업현장에서 적용되고 있다. 그래서 도료의 소요량이 많아 원가적인 측면과 폐기물처리 비용에서 악조건을 유발시키며, 두꺼운 도막으로 인하여 미세물질이 증가하고 환경을 오염 시키는 주범이기도 하다. 특히 유성계열 도료는 인화성물질로서 산업현장에서 폭발, 화재 등과 같은 안전사고의 주범이기도 하다.

등록특허 제10-1965819호(등록일자 2019년 03월 29일) 등록특허 제10-1599792호(등록일자 2016년 02월 26일)

본 발명은 휘발성유기화합물(VOC)에 의존하는 유성계열 도료를 대신하여 일반 건축 도장 뿐만 아니라 해안가와 다양한 금속표면에 적용할 수 있는 수성계열의 페인트 및 그 도장방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 금속표면에 발생한 녹을 제거하지 않고서도 도장을 할 수 있는 수성계열의 페인트 및 그 도장방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 수성티타늄 페인트는 산화아연(Zinc Oxide) 1 ~ 5중량%와, 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 1 ~ 5중량%와, 프로필렌글리콜메틸에테르(Propylene glycol methyl ether) 5 ~ 15 중량%와, 디메틸렌에탄올아민(N,N-Dimethylamino-2-ethanol) 1 ~ 5 중량%와, 이산화티타늄(Titanium Dioxide) 4 ~ 25 중량%와, 스틸렌폴리머(Styrene Polymer) 35 ~ 60 중량%와, 물 15 ~ 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 수성티타늄 페인트 도장방법은 전처리 단계와, 1차도장단계와, 1차건조단계와, 2차도장단계와, 2차건조단계를 포함한다. 상기 전처리 단계는 피도물의 표면에 부착된 이물질을 제거한다. 상기 1차도장단계는 산화아연(Zinc Oxide) 1 ~ 5중량%와, 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 1 ~ 5중량%와, 프로필렌글리콜메틸에테르(Propylene glycol methyl ether) 5 ~ 15 중량%와, 디메틸렌에탄올아민(N,N-Dimethylamino-2-ethanol) 1 ~ 5 중량%와, 이산화티타늄(Titanium Dioxide) 4 ~ 25 중량%와, 스틸렌폴리머(Styrene Polymer) 35 ~ 60 중량%와, 물 15 ~ 30 중량%를 포함하는 수성티타늄 페인트로 상기 피도물에 1차로 도장한다. 상기 1차건조단계는 상기 1차도장단계 후 상기 피도물을 상온에서 8시간 이상 건조시킨다. 상기 2차도장단계는 상기 수성티타늄 페인트로 상기 피도물에 2차로 도장한다. 상기 2차건조단계는 상기 2차도장단계 후 상기 피도물을 상온에서 8시간 이상 건조시킨다.

또한, 상기의 수성티타늄 페인트 도장방법은 상기 피도물 표면의 녹을 환원처리하기 위하여 상기 전처리단계 후 상기 1차도장단계 전에 수돗물이 10 ~ 40중량%가 되도록 상기 수성티타늄 페인트에 상기 수돗물을 희석시켜 상기 피도물에 도장하는 녹환원단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 수성티타늄 페인트 도장방법에 있어서, 상기 1차도장단계 및 상기 2차도장단계는 도막 두께가 30 ~ 50㎛가 되도록 도장하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 이산화티타늄이 포함된 수성티타늄 페인트를 사용함으로써, 녹을 제거하지 아니하고도 녹 위에 직접 도장을 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 수성계열의 페인트를 사용함으로써 환경오염을 감소시키고, 산업현장에서 폭발, 화재 등의 안전사고를 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수성티타늄 페인트를 이용한 도장방법의 개념도이다.

본 발명에 따른 수성티타늄 페인트는 산화아연(Zinc Oxide) 1 ~ 5중량%와, 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 1 ~ 5중량%와, 프로필렌글리콜메틸에테르(Propylene glycol methyl ether) 5 ~ 15 중량%와, 디메틸렌에탄올아민(N,N-Dimethylamino-2-ethanol) 1 ~ 5 중량%와, 이산화티타늄(Titanium Dioxide) 5 ~ 25 중량%와, 스틸렌폴리머(Styrene Polymer) 35 ~ 60 중량%와, 물 15 ~ 30 중량%를 포함한다.

본 발명에 따른 수성티타늄 페인트를 사용한 도막의 주요 특징은 아래의 [표 1]과 같다.

항목		내용
경도	연필경도	5H 이상
부착성	Cross Cut(강판)	(분리없음)1*1mm, 100개
내충격성	500g 추, 50㎝높이 낙하	균열없음
내굴곡성	반경(㎜)	2(강판)
내염수성	5% 염수분무(1,000시간)	발청없음(100㎛두께)
도장방법	도장공구	붓/롤러/에어리스 스프레이
도장방법	수돗물 희석	0~40%(발청 정도)
표준두께	㎛	90 ~ 110
건조시간	지촉건조(20℃)	20분 (속건형)

본 발명에 따른 수성티타늄 페인트는 수성계열 도료로서, 녹을 제거하지 않고, 녹 위에 직접 도장이 가능하다. 화학반응형 중결합도료이므로 다기능과 다목적용 수성방청도료로서 내염수성, 방습, 내수성 등이 다양한 산업현장에서 우수한 테스트 결과를 얻고 있다.

또한, 아연도금, 스테인리스, 알루미늄 등에도 강력한 부착력을 가지며, 아연용융도금면에서도 종래의 도료에 비해 뛰어난 부착력을 가지고 있다.

내후성이 매우 뛰어나며, 수지와 무기반응형 방청방식 도료로서 고 내구성을 가진다. 내염수성을 가지므로 해안지역에도 적합하다. 그래서 해안지역을 포함하여 녹 전환, 내후성, 중방청, 중방식 용도에 적합하다.

한편 본 발명에 따른 수성티타늄 페인트는 휘발성유기화합물(VOC)를 포함하지 않고, 수성(1액형) 방청도료이므로 녹방지를 위해 납이나 크롬과 같은 중금속을 사용하지 아니하여 작업안전, 보건위생관리 현장 등에도 적합하다. 속건형으로서 동계기간 5℃ 전후에서도 하루만에 건조가 가능하다.

본 발명에 따른 수성티타늄 페인트는 붓, 로울러, 에어리스 스프레이 중 어느 하나로 작업이 가능하다. 본 발명의 수성티타늄 페인트를 사용하여 도장하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 전처리단계(S11)와, 녹환원단계(S13)와, 1차도장단계(S15)와, 1차건조단계(S17)와, 2차도장단계(S19) 및 2차건조단계(S21)를 포함한다.

전처리단계(S11)는 가장 중요한 공정으로서 방청 성능에 큰 영향을 미친다. 녹을 제거할 필요는 없다. 단 금속표면에서 분리가 될 수도 있는 구도막은 제거해야 한다.

전처리단계(S11)에서는 피도체의 표면에 묻은 흙, 가루, 유분, 이물질, 녹 가루 등을 깨끗하게 제거한다. 전처리된 표면은 고압 세척기로 깔끔하게 정리한다. 이때 피도체에 산, 알카리 및 화학물질 등이 잔존할 경우에는 중화작업을 하면 더 성능이 우수한 도장막을 얻을 수 있다.

녹환원단계(S13)는 본 발명에 따른 수성티타늄 페인트를 사용하여 피도물 표면의 녹을 환원시키는 단계이다. 그래서 신규 금속 또는 샌딩처리된 금속과 같이 피도물의 표면에 녹이 없을 경우에는 생략될 수 있다. 본 발명의 수성티타늄 페인트는 녹을 환원시키는 도료이므로 구도막을 관통해서 배어 나오거나 틈새로 흘러나오는 녹은 도장 후에도 녹물 흔적으로 남을 수도 있으므로 녹환원단계(S13)를 통하여 피도물 표면에 발생된 녹을 환원시킨다. 녹환원단계(S13)의 수행은 먼저 본 발명의 수성티타늄 페인트가 수용된 통을 완전 개봉 후 원액을 2 ~ 3분 정도 전동교반기를 사용하여 교반시킨다. 그리고 피도물 표면의 녹의 정도에 따라서 수돗물이 5 ~ 40 중량%가 되도록 수돗물을 수성티타늄 페인트와 교반한다. 이때 시너 혹은 경화제 등과 같은 다른 희석재의 사용은 절대 금지하며, 이물질들이 잔존할 수 있는 공업수의 사용을 피한다.

수돗물의 희석비율은 피도물의 표면에 녹이 100% 있을 경우 수돗물이 30 ~ 40중량%, 녹이 거의 없을 경우 0중량%이 되도록 희석한다. 희석된 수성티타늄 페인트의 시공은 붓, 로울러 또는 에어리스 스프레이로 가능하다. 이때 상하좌우로 도장하면 내구성이 더 향상되며, 약 20 ~ 30분 간격으로 도료의 구성물이 첨전되지 않도록 붓으로 저어주면서 작업한다.

녹이 환원되면서 표면의 색상은 군청색 혹은 검정색으로 변하게 된다. 시간이 경과할 수록 녹이 환원된 증거로서 진한 반점이 생길 수도 있다. 이는 아주 자연스러운 녹환원 현상이다. 녹환원단계(S13)가 완료되면 상온에서 8시간(습도 60% 기준) 이상 충분히 건조시킨다. 건조가 충분할 수록 내구성은 대폭 향상된다. 수직방향으로 깊은 녹은 2회 정도 녹환원처리를 하며 이때 순서는 녹환원 -> 건조 -> 녹환원 -> 건조이다.

1차도장단계(S15)는 본 발명의 수성티타늄 페이트로 피도물의 표면을 1차로 도장한다. 1차도장단계(S15)는 피도물의 표면에 오염물이 제거되며, 건조된 상태에서 진행한다. 본 발명의 수성티타늄 페인트가 수용된 통을 완전히 개봉 후 원액을 2 ~ 3분 정도 전동교반기로 교반한다. 그리고 원액을 피도물의 표면에 도장한다. 이때 피도물의 표면에 황색 또는 갈색 반점이 보일 경우 녹환원단계(S13)에서 도료의 양이 부족했다는 신호이므로 해당부위는 녹환원단계(S13)를 반복한다. 이때 시너나 다른 희석재의 사용은 절대 금한다.

1차도장단계(S15)에서 도장할 때 도막 두께를 약 30 ~ 50㎛로 작업한다. 구도막으로 단차가 있을 경우 터치업으로 조금씩 채워나간다. 1차도장단계(S15)가 완료되면 상온에서 충분히 건조한다. 녹이 계속 환원되면서 표면에 군청색 혹은 검정색 반점이 잔존할 수 있으나, 2차도장단계(S19)에서 자연스럽게 반점이 없어지기도 한다.

1차건조단계(S17)는 1차도장단계(S15) 후 피도물을 상온에서 8시간(습도 60%기준) 이상 충분히 건조시킨다.

2차도장단계(S19)는 본 발명의 수성티타늄 페인트로 1차건조단계(S17)에서 건조된 피도물에 2차로 도장한다. 이때에도 피도물의 표면에 오염물이 있는 경우 오염물을 제거하며, 표면이 건조된 상태에서 작업한다.

1차도장단계(S15)와 유사하며, 본 발명의 수성티타늄 페인트가 수용된 통을 완전 개봉후 원액을 2 ~ 3분 정도 반드시 전동교반기로 교반한다. 그리고 원액을 피도물의 표면에 도포한다. 이때 표면에 황색 또는 갈색 반점이 보일 경우 녹환원단계(S13)에서 도료의 양이 부족했다는 신호이므로 해당부위는 녹환원단계(S13)와 1차도장단계(S15)를 반복한다. 이때 시너나 다른 희석재의 사용은 절대 금한다.

2차도장단계(S19)에서 도막의 두께는 약 30 ~ 50㎛로 작업한다. 단차가 있을 경우 터치업으로 조금씩 채워 나간다.

2차건조단계(S21)는 2차도장단계(S19)가 완료되면 상온에서 16시간(습도 60% 기준) 이상 충분히 건조한다.

본 실시예의 수성티타늄 페인트는 금속 표면에 바로 도장이 가능하며, 본 실시예의 수성티타늄 페인트를 금속 표면에 도장한 후 에폭시티타늄페인트(EPC)나 우레탄티타늄페인트(UPC) 또는 일반 유성계열의 페인트를 도장할 수 있다.

또한, 금속표면에 녹이 있는 경우에도 본 실시예의 수성티타늄 페인트를 바로 도장이 가능하며, 그 위에 에폭시티타늄페인트(EPC)나 우레탄티타늄페인트(UPC) 또는 일반 유성계열의 페인트를 도장할 수 있다.

Claims

산화아연(Zinc Oxide) 1 ~ 5중량%와, 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 1 ~ 5중량%와, 프로필렌글리콜메틸에테르(Propylene glycol methyl ether) 5 ~ 15 중량%와, 디메틸렌에탄올아민(N,N-Dimethylamino-2-ethanol) 1 ~ 5 중량%와, 이산화티타늄(Titanium Dioxide) 4 ~ 25 중량%와, 스틸렌폴리머(Styrene Polymer) 35 ~ 60 중량%와, 물 15 ~ 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성티타늄 페인트.
피도물의 표면에 부착된 이물질을 제거하는 전처리 단계와,
산화아연(Zinc Oxide) 1 ~ 5중량%와, 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 1 ~ 5중량%와, 프로필렌글리콜메틸에테르(Propylene glycol methyl ether) 5 ~ 15 중량%와, 디메틸렌에탄올아민(N,N-Dimethylamino-2-ethanol) 1 ~ 5 중량%와, 이산화티타늄(Titanium Dioxide) 4 ~ 25 중량%와, 스틸렌폴리머(Styrene Polymer) 35 ~ 60 중량%와, 물 15 ~ 30 중량%를 포함하는 수성티타늄 페인트로 상기 피도물에 1차로 도장하는 1차도장단계와,
상기 1차도장단계 후 상기 피도물을 상온에서 8시간 이상 건조시키는 1차건조단계와,
상기 수성티타늄 페인트로 상기 피도물에 2차로 도장하는 2차도장단계와,
상기 2차도장단계 후 상기 피도물을 상온에서 8시간 이상 건조시키는 2차건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성티타늄 페인트 도장방법.
제2항에 있어서,
상기 피도물 표면의 녹을 환원처리하기 위해 상기 전처리단계 후 상기 1차도장단계 전에 수도물이 5 ~ 40중량%가 되도록 상기 수성티타늄 페인트에 상기 수도물을 희석시켜 상기 피도물에 도장하는 녹환원단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성티타늄 페인트 도장방법.
제3항에 있어서,
상기 1차도장단계 및 상기 2차도장단계는 도막 두께가 30 ~ 50㎛가 되도록 도장하는 것을 특징으로 하는 수성티타늄 페인트 도장방법.